甘肃省特种设备检验检测研究院 甘肃省兰州市 730050
摘要：目前，由于电梯轿厢意外移动而引起轿厢冲顶和蹾底事故的越来越多，当电梯在平层位置，层门、轿门打开，乘客进出电梯时，由于轿厢意外移动而使乘客遭受剪切、挤压等案例屡见不鲜，因此有关电梯轿厢意外移动后的相关安全保护越来越受到重视。轿厢意外移动保护（UCMP），来源于欧洲标准EN81-1：1998《电梯制造与安装安全规范》中的A3修改单，在国内，GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第1号修改单中对轿厢意外移动保护提出了要求，在层门未被锁住且轿门未关闭的情况下，由于轿厢安全运行所依赖的驱动主机或驱动控制系统的任何单一元件失效引起轿厢离开层站的意外移动，电梯应具有防止该移动或使移动停止的装置。
关键词：电梯轿厢；意外移动；距离
引言
GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第1号修改单（下文简称“1号修改单”）及TSGT7007-2016《电梯型式试验规则》（下文简称“新型规”）分别于2016年7月和2016年12月相继开始实施。其中关于轿厢意外移动保护功能作了详细描述，但均是基于整梯的使用来进行描述和测试。在具体实施的过程中，由于电梯是由轿厢、对重、主机、控制系统及安全部件等相关部件组合而成，轿厢意外移动保护也需要集成各个子系统参数进行计算，如曳引能力、电梯系统重量、载重量、平衡系数、检测距离、检测子系统控制电路的响应时间、制动子系统的响应时间、制动力矩等，这些子系统的性能指标都会对最终的轿厢意外移动总距离产生影响。
1电梯轿厢意外移动现象
电梯轿厢意外移动是在电梯运行过程中出现的一种极其危险的现象，可能会给乘客在进出电梯的过程中造成极其危险的后果，给乘客带来身体损伤或者生命威胁。轿厢意外移动是指电梯轿厢处在开锁的区域内，在开门状况之下，在没有指令指导的情况下离开层站所出现的意外移动。目前全国各地已经发生多起电梯轿厢意外移动现象，给乘客的身体健康与生命造成了极其严重的后果，应当引起足够的警醒。
2电梯轿厢意外移动距离计算
2.1轿厢意外移动阶段划分
为方便分析及计算，轿厢意外移动发生至轿厢制停前可划分为3个阶段，即
Ⅰ.发生阶段T1（即意外移动产生至检测到意外移动时，不包含电路响应时间）。
Ⅱ.检测及响应阶段T2+T3（包含检测和控制电路的响应的时间T2及触发和制停部件的响应时间T3）。
Ⅲ.制停阶段T4（制停子系统开始制停轿厢至轿厢完全停止的时间）。
明显地，阶段Ⅰ及阶段Ⅱ为移动的加速阶段，阶段Ⅲ为移动的减速阶段。
2.2轿厢意外移动产生模式
轿厢移动的动力，可以归为“主动型”，即电力驱动，及“非主动型”，即重力驱动。相应地，轿厢的意外移动，可以划分为控制系统故障导致的失控驱动及制停系统故障导致的自由溜车。
2.3轿厢意外移动距离的计算
轿厢意外移动距离为意外移动三个阶段移动距离的总和，即：
S总＝SⅠ+SⅡ+SⅢ
以失控驱动模式为例，SⅠ+SⅡ为加速阶段的移动距离，该加速阶段为线性加速，即加速度恒定为aac。对应的加速时间为T1+T2。加速度aac由《电梯技术条件》（GB/T10058-2009）中相关规定取最大值1.5m/s2，对应轿厢平层时，初始速度为0m/s，故
SⅠ+SⅡ=0.5×aac×（T1+T2）2
制动子系统动作时，制动力（或制动力矩）的产生实际情况中应是一个短暂的渐近过程。此过程一般不会超过100ms，为简化计算，此处将此过程视为瞬时完成的动作。对应制动子系统开始动作的时间为t3，轿厢相应初始速度为
VB0=aac×（T1+T2）
同理，减速过程为线性减速的过程，计算时考虑最恶劣的工况，即满载的情况。相应减速度为
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式中：MBr为制动子系统的额定制动力矩，可在相应产品手册中查得；Ma为重力作用下系统力矩；DT为制动力臂；R为电梯曳引比；JgesAF为满载系统对曳引机主轴的总等效转动惯量。
其中，JgesAF的计算方法如下：
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上述公式中，JP为除曳引轮外旋转部件的等效转动惯量；JLF为直线运动部件的转动惯量；iPcar为轿厢反绳轮数量；JPcaf为轿厢反绳轮转动惯量；DPcar为轿厢反绳轮直径；iPcwt为对重反绳轮数量；JPcwt为对重反绳轮转动惯量；DPcwt为对重反绳轮直径；JDP为导向轮转动惯量；DDP为导向轮直径；JPTD为补偿装置张紧轮转动惯量；DDP为补偿装置张紧轮直径；GMF为直线运动部件的重量，需考虑轿厢、对重、曳引绳及补偿绳等；y为曳引轮惯量等效直径；g为重力加速度；η为滑轮系统效率。
故，减速阶段制动距离为
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自由溜车模式下轿厢意外移动距离的计算方法与失控驱动模式相同，只是因产生移动的动力不同而导致加速阶段的加速度不同。在此种模式下，加速度的计算如下：
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式中，JgesA为系统对曳引机主轴的总等效转动惯量。
为求得最恶劣的工况，该加速度应至少考虑轿厢在最低端站满载下行和轿厢在最高端站空载上行两种情况，取最大值进行最终结果的计算。
3仿真研究
GB7588-2003第1号修改单第9.11.5条对轿厢意外移动距离的要求：a）与检测到轿厢意外移动的层站的距离不大于1.20m；b）层门地坎与轿厢护脚板最低部分之间的垂直距离不大于0.20m；c）按5.2.1.2设置井道围壁时，轿厢地坎与面对轿厢入口的井道壁最低部件之间的距离不大于0.20m；d）轿厢地坎与层门门楣之间或层门地坎与轿厢门楣之间的垂直距离不小于1.00m。轿厢载有不超过100%额定载重量的任何载荷，在平层位置从静止开始移动的情况下，均应满足上述值。根据规定，乘客电梯启动加速度和制动减速度最大值均不应大于1.5m/s2。轿厢意外移动距离随制动力矩增大而减小，制动减速度值随制动力矩的增大而线性增大。轿厢空载上行，当制动力矩大于3128N.m时，制动减速度值大于1.5m/s2，超过标准规定。轿厢满载下行，当制动力矩小于2185N.m时，轿厢意外移动的移动距离大于1.2m，不能满足轿厢意外移动距离a）中的要求，因此制动力矩的作用区间为2185N.m≤T≤3128N.m。再结合轿厢意外移动距离b）、c）、d）中的要求，通过层门高度、轿厢护脚板等参数进一步计算出制动力矩的合理设置区间。
结语
电梯轿厢意外移动现象的发生给人们的身体健康与生命安全造成了极大的威胁，为此有效分析电梯轿厢意外移动的产生原因，根据意外移动距离的测算结果设计电梯轿厢意外移动保护装置，加大对电梯轿厢意外移动保护装置设计的研究，会有效降低了电梯运行中可能出现的安全隐患，大大提升了电梯运行中的安全性能。
参考文献：
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